纤维素类增稠剂

1、.,1,纤维素类增稠剂的优点,稳定性 通用性 经济性 相容性 非离子 保水性 ,.,2,纤维素增稠剂的化学结构,纤维素衍生物, 通过取代到纤维素主链上的烷基不同得到不同产品,其中R和R” 是： a) CH3 b) CH2COONa c) CH2CH3 d) CH2CH2OH e) CH2CH2CH(OH)CH3 f) CH2CH(OH)CH3,生产,羧甲基纤维素钠（SCMC) （b） 羧甲基2-羧乙基纤维素钠（b+d） 羟乙基纤维素(HEC) （d） Natrosol 250 HBR 甲基纤维素（MC） - (a) 2-羟丙基甲基纤维素(HPMC) （a+f） 2-羟乙基甲基纤维素(HEMC)

2、 (a+d) 2-羟丁基甲基纤维素(a+e) 2-羟乙基乙基纤维素(HEMC) (c+d) 2-羟丙基纤维素(HPC) (f),分子量: 10万 100万 (环状分子)刚性,.,3,纤维素增稠剂,50年来，纤维素增稠剂是一种最重要的水性涂料流变助剂。尽管纤维素不溶于水，但通过化学反应，它可以溶于水。最有名的纤维素增稠剂包括： 羟乙基纤维素： HEC 羟丙基甲基纤维素： HPMC 羧甲基纤维素： CMC 乙基羟乙基纤维素： EHEC,.,4,纤维素的化学结构,纤维素,O,.,5,羟乙基纤维素的结构,羟乙基,.,6,通用性 可应用于从无光到高光的各种涂料配方中 优异的色浆、颜料相容性 非离子聚合物

3、- pH稳定性 延迟水合作用，不产生结块 赋予涂料 好的丰满度 良好的调色稳定性 良好的贮存稳定性 良好的保水性,Natrosol HEC性能,.,7,HEC羟乙基纤维素增稠剂特別處理,水延迟性处理(Retardant ) 抗酶性处理(Biostable),.,8,抗酶性的处理 (B),Natrosol 生物稳定型羟乙基纤维素的化学结构式,.,9,抗酶性的处理 (B),.,10,Natrosol B HEC,.,11,Natrosol B HEC,.,12,Natrosol B HEC,阻止酶菌作用于纤维素上,.,13,Natrosol B HEC,抗酶菌作用, 抗酶菌作用的大小取决于纤维素取

4、代度的大小以及取代 基团分布的均匀性 Natrosol B HEC分子具有高度均匀的取代，可以有效阻止酶菌对纤维素分子链的破坏 Natrosol B HEC不含生物杀灭剂 不推荐在涂料配方中降低防腐剂的正常用量,.,14,Natrosol B HEC,.,15,Natrosol 250 HBR 的增稠原理,.,16,纤维素增稠剂的增稠原理,纤维素类增稠剂的疏水主链与周围水分子通过氢键缔合，提高了聚合物本身的流体体积，减少了颗粒自由活动的空间，从而提高了体系粘度。,.,17,纤维素增稠剂的增稠原理,这是因为静态或低剪切速度时，纤维素分子链处于无序状态而使体系呈现高粘性；而在高剪切速度时，分子平行

5、于流动方向作有序排列，易于相互滑动，所以体系粘度下降。,通过分子链的缠绕实现粘度的提高，分子相互交织形成的立体网状结构，介质于溶质被包围在网眼中间，不能自由流动，实现增稠效果。 变现为在静态和低剪切有高粘度，在高剪切下位低粘度。,.,18,纤维素增稠剂导致的絮凝作用,乳胶溶液中加入纤维素后，由于纤维素自身靠溶胀增稠，它将挤压乳胶粒子不断相互接近，当纤维素用量达到一定浓度，将引起乳液的絮凝。同样的原理是用于乳胶漆中。,乳胶粒子,溶胀的纤维素分子,如右图所示，即使一个乳胶漆 还没达到絮凝的状态，实际的 乳胶粒子在体系中分散已不均匀,.,19,显微片,这里是两张实际的显微镜照片。左图所示是没有纤维素

6、的条件下， 干燥的乳胶粒子均匀的分散。 右图所示，由于纤维素的加入，干燥以后的乳胶粒子不再均匀分散， 其中没有粒子的地方是由于纤维素溶胀所至。,可以想象，涂料在成膜后，由于其不均匀性，将有孔道形成，防水性能将受到影响。,.,20,水延迟性的处理 (R),Glyoxal Surface Treatment (乙二醛表面處理),H+,OH-,HEC 主鏈,HEC 主鏈,Natrosol 250R,.,21,水延迟性的处理,HEC溶解 前必须分散均匀,易分散Natrosol HEC在水中的分散过程,充分分散的HEC 在pH值为碱性的条件下迅速溶解,.,22,水延迟性的处理,分散性不佳的HEC在水中的

7、分散过程,没有完全分散的HEC在溶解过程中 外面形成一凝胶层,减慢溶解速度,造成结块.,HEC溶解 前必须分散均匀,.,23,水延迟性的处理,水合时间：HEC加入水中到溶液粘度开始上升所需的时间,延迟水合：就是延迟溶液粘度升高的时间,这样可以使颗粒在溶解之前 完全分散,避免结块. Natrosol R HEC是通过表面处理达到延迟水合作用时间,.,24,水延迟性的处理,PH值 对 Natrosol R 的水合时间和溶解时间的影响 25C,.,25,羟乙基纤维素的溶解,.,26,羟乙基纤维素的溶解,HEC最佳溶解方法 1. 在搅拌的情况下将HEC加入到pH 7.5的水中 2. 搅拌均匀,完全分散

8、 3. 将溶液pH提高至8.5,充分搅拌,溶解均匀,.,27,羟乙基纤维素的溶解,pH值和温度对Natrosol R HEC水合时间的影响,:,pH,水合时间,min,5C,15C,25C,35C,.,28,羟乙基纤维素的加入方法,涂料生产过程中HEC的加入点 1. 在打浆阶段加入 直接在颜填料前加入 2. 在调漆阶段加入 a. 以预分散浆形式加入,可用于分散的载体有: 水 二醇类溶剂 成膜助剂 b. 以预溶浆形式加入,预溶浆包括: i. HEC ii. 防腐剂 c. 喷射加入,.,29,羟乙基纤维素的加入方法,.,30,羟乙基纤维素的加入方法,.,31,羟乙基纤维素的加入方法,.,32,羟乙

9、基纤维素的加入方法,.,33,羟乙基纤维素的加入方法,.,34,疏水改性的 HEC Natrosol PLUS 330,.,35,Natrosol PLUS 330,两种方法： 疏水改性试剂与侧基反应（下图示意） 疏水基团单体共聚,.,36,Natrosol PLUS 330,优点 提高涂刷粘度(ICI) 极好的抗飞溅性 提高流平 提高罐內流動性,.,37,Natrosol PLUS 330,HMHEC,30萬,分子量,结构,OH,OH,OH,OH,OH,OH,OH,OH,OH,OH,OH,HMHEC - Hydrophobically Modified HydroxyEthylCellulo

10、se 產品名： Natrosol PLUS 330,.,38,Natrosol PLUS 330,.,39,Natrosol PLUS 330,.,40,Natrosol PLUS 330,.,41,Natrosol PLUS 330,内用无光墙漆 Natrosol Plus 330 和 Natrosol 250 HBR,.,42,Natrosol PLUS 330,【抗飞溅性】的增稠劑,小纤维破裂 产生飞溅,滚筒的起点,飞溅,.,43,Natrosol PLUS 330,低 G 涂料(Plus 330),高 G 涂料 (H4BR),.,44,Natrosol PLUS 330,Natroso

11、l Plus的抗飞溅性,用 Natrosol Plus 330增稠的 内墙平光涂料,用Natrosol 250H4BR增稠的 内墙平光涂料,.,45,Natrosol PLUS 330,Natrosol Plus 330 和 Natrosol 250 HBR Ucar 379G 70-PVC 醋丙平光涂料,增稠效率 Natrosol 磅/ ICI, 抗飞溅性 抗流挂, 耐擦洗 产品 重量% 100 加仑 Poise 流平* mils HBR 0.48 5.4 0.6 2 3 24 213 Plus 330 0.63 7.2 0.9 9 3 18 223,* 对其他乳液如苯丙等在流平性上都有明显提高.,.,46,Natrosol PLUS 330與表面活性剂的相互作用,涂料中网络结构的增强和破坏,增强剂 低-HLB潤濕剂 親油分散剂,破坏剂 高-HLB潤濕剂 親水分散剂,.,47,Natrosol PLUS 330,Natrosol and Natroso